SU1422389A1 - Transistor gate - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в импульсных регул торах мощности дл  коммутации активно-индуктивной нагрузки. Цель изобретени  - повьше- ние КПД и быстродействи  ключа путем снижени  статических потерь за счет форсированного накоплени  избыточного зар да в базе при входе транзистора в насьщение. Транзисторный ключ содержит силовой транзистор 1, дроссель 2, блок 3 управлени , возвратный диод 4. Введение диода 3, резистора 7 и диода 6 обеспечивает форсированное накопление избыточного зар да , уменьшающего статические потери в момент включени . Одновременно уменьшаютс  динамические потери включени  и возврата энергии дроссел  2 в цепи вспомогательного источника пита- ни , 1 ил. лThe invention relates to a pulse technique and can be used in a pulse power regulator for switching an active-inductive load. The purpose of the invention is to increase the efficiency and speed of the key by reducing the static losses due to the forced accumulation of excess charge in the base when the transistor enters. The transistor switch contains a power transistor 1, a choke 2, a control unit 3, a return diode 4. The introduction of diode 3, resistor 7 and diode 6 provides a forced accumulation of excess charge, reducing static losses at the moment of switching on. At the same time, the dynamic losses of switching on and the return of the energy of throttles 2 in the auxiliary power supply circuit, 1 sludge, are reduced. l

Description

Изобретение относится к импульс’ной технике и может быть ис.пользоваt Но в импульсных регуляторах мощности для коммутации активно-индуктивной нагрузки.The invention relates to pulse technology and can be used. But in pulse power controllers for switching active-inductive loads.

Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД. >The purpose of the invention is improving performance and efficiency. >

На чертеже представлена схема транзисторного ключа. ’ (QThe drawing shows a diagram of a transistor switch. ’(Q

Ключ содержит силовой транзистор 1, Дроссель 2, блок 3 управления, первый 4, второй 5 и третий 6 диоды, резистор 7, шины основного источника питания 8 и вспомогательного ис- 15 Точника питания 9, общую шину 10 основного и вспомогатлеьного.источников питания.The key contains a power transistor 1, Choke 2, control unit 3, first 4, second 5 and third 6 diodes, resistor 7, buses of the main power supply 8 and auxiliary power supply source 15, common bus 10 of the main and auxiliary power sources.

Выход блока 3 управления соединен с базой силового транзистора 1,кол- 2Q лектор которого через' первичную обмотку дросселя 2 соединен с шиной 8, а эмиттер - с шиной 10, силовые выводы блока 3 управления соединены с Щинами 9 и 10, первый вывод вторичной обмотки дросселя 2 соединен через диод 4 с шиной 9 и через диод 5 с шиной 10, второй вывод вторичной обмотки дросселя 2 соединен через резистор 7 с базой силового транзистора 1 ^0 и через диод 6 с шиной 10.The output of the control unit 3 is connected to the base of the power transistor 1, the collector 2Q through the primary winding of the inductor 2 is connected to the bus 8, and the emitter is connected to the bus 10, the power leads of the control unit 3 are connected to the Busbars 9 and 10, the first output of the secondary winding throttle 2 is connected through diode 4 to bus 9 and through diode 5 to bus 10, the second terminal of the secondary winding of throttle 2 is connected through resistor 7 to the base of the power transistor 1 ^ 0 and through diode 6 to bus 10.

Транзисторный ключ, работает следующим образом.Transistor switch, works as follows.

Блок 3 управления вырабатывает последовательность управляющих импуль-35 сов,Ток открывающего импульса обеспечивает требуемое насыщение силового транзистора 1 в номинальном или установившемся режиме. С приходом управляющего импульса силовой транзистор 40 начинает открываться. Попервичной обмотке дросселя 2 начинает протекать начальный ток. На вторичной обмотке дросселя 2 наводится ЭДС, обеспечивающая дополнительный базовый ток, 45 ограниченный резистором 7. В результате происходит форсированное накопление избыточного заряда на переходах силового транзистора 1, что снижает- статические потери при входе транзистора 1 в насыщение. В момент включения последнего через него протекает пересчитанный ток вторичной обмотки дросселя 2. Ток нагрузки в момент включения сдерживается индуктивностью дросселя 2, что устраняет динамические потери на включение так же, как в известных транзисторных ключах с цепями формирования траектории переключения. Так как через силовой транзистор 1 в момент включения протекает пересчитанный ток вторичной обмотки дросселя 2, динамические потери при включении от этого тока при-, сутствуют. Однако величина этого тока всегда значительно меньше тока- нагрузки, особенно в высоковольтных ключах, и некоторое увеличение динамических потерь на включение компенсируется существенным снижением статических потерь за счет ускорения входа силового транзистора 1 в режим насыщения.The control unit 3 generates a sequence of control pulses of 35 owls. The opening pulse current provides the required saturation of the power transistor 1 in nominal or steady state mode. With the arrival of the control pulse, the power transistor 40 begins to open. The primary winding of the inductor 2 starts to flow. On the secondary winding of the inductor 2, an EMF is induced, providing an additional base current 45 limited by the resistor 7. As a result, there is a forced accumulation of excess charge at the junctions of the power transistor 1, which reduces the static losses when the transistor 1 enters the saturation. At the moment of switching on the latter, the recounted secondary winding of the inductor 2 flows through it. The load current at the moment of switching on is restrained by the inductance of the inductor 2, which eliminates the dynamic switching losses as in the well-known transistor switches with switching path formation circuits. Since the recounted current of the secondary winding of the inductor 2 flows through the power transistor 1 at the time of switching on, dynamic losses when switching on from this current are present. However, the magnitude of this current is always much less than the load current, especially in high-voltage switches, and a certain increase in dynamic switching losses is compensated by a significant decrease in static losses due to the acceleration of the input of the power transistor 1 into saturation mode.

При снятии импульса управления силовой транзистор 1 начинает пассивно закрываться. В этбт момент меняется полярность на.обмотках дросселя 2, закрывается диод 5, открываются диода' 4 и 6. Энергия, накопленная в дросселе 2, сбрасывается в цепь вспомогательного источника питания, а падение напряжения на диоде 6 способствует рассасыванию зарядов и форсированному выключению силового транзистора 1. Все это позволяет повысить быстродействие и КПД ключа в целом.When the control pulse is removed, the power transistor 1 begins to passively close. At this moment, the polarity changes on the windings of the inductor 2, the diode 5 closes, the diodes 4 and 6 open. The energy accumulated in the inductor 2 is discharged into the auxiliary power supply circuit, and the voltage drop across the diode 6 contributes to the absorption of charges and forced shutdown of the power transistor 1. All this allows you to increase the performance and efficiency of the key as a whole.

Таким образом, в предлагаемом ключе повышаются быстродействие и КПД путем форсированного накопления избыточного заряда, уменьшающего статические потери в момент включения при одновременном уменьшении динамических потерь на включение и возврате энергии дросселя в цепь вспомогательного источника питания...Thus, in the proposed key, speed and efficiency are increased by accelerated accumulation of excess charge, which reduces static losses at the moment of switching on while reducing dynamic losses on switching on and returning the inductor energy to the auxiliary power supply circuit ...

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, дроссель, первый диод, блок управления, основной и вспомогательный источники питания, выход блока управления соединен с базой силового транзистора,* коллектор которого через первичную обмотку дросселя соединен с шиной основного источника питания, а эмиттер - с общей шиной, силовые выводы блока управления соединены с шинами вспомогательного источника питания, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и КПД, введены второй и третий диоды и резистор, первый вывод вторичной обмотки дросселя соединен через первый диод с шиной вспомогательного ис4 резистор с базой силового транзистора и через третий диод с общей шиной.A transistor switch containing a power transistor, inductor, first diode, control unit, main and auxiliary power sources, the output of the control unit is connected to the base of the power transistor, * whose collector is connected through the primary winding of the inductor to the main power supply bus, and the emitter to the common bus , the power terminals of the control unit are connected to the buses of the auxiliary power source, characterized in that, in order to improve performance and efficiency, the second and third diodes and resistor are introduced, the first output of the secondary quipment throttle is connected via a first diode to the bus of the auxiliary resistor is4 with a base of the power transistor and through a third diode to the common bus. точника питания и через второй диод с. общей шиной, второй вывод вторичной обмотки дросселя соединен черезpower supply and through the second diode s. common bus, the second terminal of the secondary winding of the throttle is connected through